OBD-II 车载诊断

关键概念

J1962 诊断座与 CAN 物理连接

诊断仪并不直接读寄存器，而是插上 J1962 座，通过 Pin 6/14 挂到车内 CAN 总线上，与各 ECU 平等对话。

请求 / 响应帧格式

OBD 请求帧固定 8 字节：第 1 字节是「附加数据长度」，随后是模式、PID，其余用 0x55（或 0x00）填充。响应帧第 1 字节同样是长度，模式号加 0x40。

常用 PID 与解析公式

用 python-can 读取实车转速与车速

下面用 SocketCAN（Linux）+ python-can 直接收发 OBD 帧。先启用 can0，再发功能寻址请求并解析响应。

# obd_read.py —— 通过 python-can 读取转速与车速
# 前置：sudo ip link set can0 up type can bitrate 500000
import can
import time

bus = can.Bus(channel="can0", interface="socketcan")

def query_pid(mode, pid):
    # 请求帧：长度=02, mode, pid, 剩余用 0x55 填充
    data = [0x02, mode, pid, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55]
    msg = can.Message(arbitration_id=0x7DF,      # 功能寻址
                      data=data, is_extended_id=False)
    bus.send(msg)
    # 等待 0x7E8~0x7EF 段的响应
    t0 = time.time()
    while time.time() - t0 < 1.0:
        resp = bus.recv(timeout=1.0)
        if resp and 0x7E8 <= resp.arbitration_id <= 0x7EF:
            if resp.data[1] == mode + 0x40 and resp.data[2] == pid:
                return resp.data
    return None

# 读发动机转速 PID 0x0C：RPM = (256A + B) / 4
d = query_pid(0x01, 0x0C)
if d:
    A, B = d[3], d[4]
    rpm = (256 * A + B) / 4
    print(f"发动机转速: {rpm:.0f} RPM")

# 读车速 PID 0x0D：km/h = A
d = query_pid(0x01, 0x0D)
if d:
    print(f"车速: {d[3]} km/h")

bus.shutdown()

STM32 侧读取 OBD（bxCAN）

在车规 MCU 上（如 STM32F407 的 bxCAN 外设），发送 OBD 请求与解析响应的逻辑完全一致，只是换成寄存器/HAL API 收发。

/* obd_stm32.c —— HAL 库发送 OBD 请求并解析转速 */
#include "stm32f4xx_hal.h"

extern CAN_HandleTypeDef hcan1;

void OBD_RequestRPM(void) {
  CAN_TxHeaderTypeDef tx = {0};
  uint8_t data[8] = { 0x02, 0x01, 0x0C, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55 };
  uint32_t mailbox;

  tx.StdId = 0x7DF;           /* 功能寻址广播 */
  tx.IDE   = CAN_ID_STD;       /* 11 位标准帧 */
  tx.RTR   = CAN_RTR_DATA;
  tx.DLC   = 8;
  HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan1, &tx, data, &mailbox);
}

/* FIFO0 接收中断回调里解析响应 */
void HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan) {
  CAN_RxHeaderTypeDef rx;
  uint8_t d[8];
  HAL_CAN_GetRxMessage(hcan, CAN_RX_FIFO0, &rx, d);

  if (rx.StdId >= 0x7E8 && rx.StdId <= 0x7EF) {
    if (d[1] == 0x41 && d[2] == 0x0C) {  /* 转速正响应 */
      uint16_t rpm = (256 * d[3] + d[4]) / 4;
      /* 此处使用 rpm，如打印到串口 */
      (void)rpm;
    }
  }
}

Mode 03 读故障码 / Mode 09 读 VIN

Mode 03 无需 PID，直接请求即可返回所有已确认 DTC；VIN（17 位车架号）超过 8 字节，必须依赖 ISO-TP 多帧接收（下一章详解）。

# 读故障码 Mode 03（请求帧仅 1 字节 mode）
data = [0x01, 0x03, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55]
# 响应 43 xx ... 每 2 字节一个 DTC，需按 J2012 解码

def decode_dtc(b0, b1):
    # 高 2 位选系统字母，其余为数字
    letters = ["P", "C", "B", "U"]
    sys = letters[(b0 >> 6) & 0x03]
    d1 = (b0 >> 4) & 0x03
    d2 = b0 & 0x0F
    return f"{sys}{d1}{d2:X}{b1:02X}"

print(decode_dtc(0x03, 0x01))  # -> P0301（1缸失火）

# 读 VIN：Mode 09 PID 0x02（响应为多帧，需 ISO-TP）
data = [0x02, 0x09, 0x02, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55, 0x55]